Изчисляване на идеални реактори

Реактор за периодично смесване. Използвайки уравнението на материалния баланс, може да се получи общото характеристично уравнение на идеално смесен периодичен реактор

къдетоCAе концентрацията на ключовия реагент;

rA– скорост на химична реакция за този компонент.

Къде е лесно да се получи

Интегрирайки това уравнение в диапазона от 0 до t и от CA0 до CA, получаваме времето на престой на реагентите в реакционното пространство

ТукXAе степента на превръщане на ключовия реагент.

Обемът на такъв реактор ще се определя от еднократното зареждане на реагентите, което зависи от средната годишна производителност, следователно

,

къдетоVе обемът на реакционната зона, m3;

G– еднократно зареждане на реагентите в реактора, kg.

Реактор с непрекъснато смесване. За идеален реактор с непрекъснато смесване, уравнението на масовия баланс ще бъде

къдетоv0 е обемният поток (подаване) на реагентите, m 3 /s;

V– обем на реактора, m 3 .

Тъй като в непрекъснат идеален смесителен реакторrA=const, тогава

къдетоtе условното време на престой на реагентите в реакционната зона.

Обемът на реактора се определя по формулата

Реактор за изместване. За реактор с плужен поток уравнението на материалния баланс е подобно на идеалния смесителен реактор

.

След като го интегрираме, получаваме и

.

Обемът на реактора с плужен поток също се определя по формулата

Когато се изчисляват обемите на изместващ или смесителен реактор с периодична работа, трябва да се изчислят интеграли, чиято интегрална функция може да бъде доста сложна. Следователно в такъв случайприбягват до числено интегриране. Най-популярната за такива цели е формулата на Симпсън или параболите. Така че за интеграл от формата

Тукaиbса границите на интегриране;

n– четен брой интервали за разделяне на интеграционния сегмент.

Изчислението се извършва в следната последователност: задайте точността на изчисление на интеграла e и изчислете интеграла приn=4. След товаnсе удвоява през цялото време до условието ½I(n)-I(2n)½

---